PT94478B

PT94478B - Processo para a preparacao de carvao activado impregnado, sem cromio, para adsorcao de gases toxicos e/ou vapores

Info

Publication number: PT94478B
Application number: PT94478A
Authority: PT
Inventors: David Templeton Doughty; James Edward Groose
Original assignee: Calgon Carbon Corp
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1997-10-31
Also published as: FI903186A0; PT94478A; NO178142B; KR910000222A; AU642653B2; ES2049866T3; DK0405404T3; JPH0817938B2; KR0148793B1; NO178142C; NO902822D0; NO902822L; FI102148B1; ATE98902T1; EP0405404A1; FI102148B; DE69005374T2; AU5782990A; EP0405404B1; DE69005374D1

Description

presente invento relaciona-se com adsorverites de carbono activado impregnado para remoção de materiais tóxicos em aplicações de respiração e filtragem colectiva e, em particular, com um adsorvente de carbono impregnado sem crómio para a remoção de gases e/ou vapores tóxicos.

CONTRATO GQVERNAHENTAIEste invento foi realizado com o apoio do Governo sob o Contrato DAAA 15-86-C-0Ô3© concedido pelo United States Army Chemical Research Development and Engineering Center. 0 Governo possui certos direitos limitados neste invento.

FUNDAMENTOS DO INVENTO carbono activado tem sido desde há muito usado para remover gases e vapores tóxicos a partir de uma corrente gasosa. Estes carbonos activados são úteis em respiradoros, filtros colectivcis e outras aplicações, envolvendo frequentemente a utilização de agentes de impregnação especiais a fim de remover gases que de outro modo seriam removidos através da utilização de carbonos activados não impregnados. Estes adscrventes de carbono activado impregnado para remoção de gases e/ou vapores tóxicos sáo conhecidos e usados desde há muitos anos. As formulaçSes das

8NSDOCID: <PT M478B >

técnicas anteriores contêm cobre.. crómio e prata isipregnados na carbono activado. Estes adsorventes são eficazes na remoção de um grande número de materiais tóxicos. 0 Apendice I apresenta um resumo das técnicas anteriores envolvendo estas formulações.

Geralmente, é sabido que a remoção de cianogériio, cianeto de hidrogénio e cianogénio requere a presença de crómio e cobre no carbono activado para uma remoção eficaz. Verificou-se que o cobre e a prata eram eficazes na remoção de arsina e de fosfina. Cloro, cloreto de hidrogénio, fluoreto de hidrogénio e sulfeto de hidrogénio são também removidos pela presença de impregnações de cobre no carbono activado.

Para além de um certo número de outros materiais inorgânicos que têm sido impregnados no carbono activado, verificou-se que vários impreqnantes orgânicos sâo úteis em aplicações militares para a remoção de cloreto de cianogénio. Exemplos destes incluem trietilenediamina (TEBA) e ácido piridine-4-carboxílico. Também se verificou que o ácido tartárico pode ser usado com outros materiais em várias aplicações.

Uma pesquisa das técnicas anteriores descobriu patentes que apresentam uma série de agentes impregnados em carbono activado a fim de remover vapores tóxicos de uma corrente gasosa.

A Patente Britânica No. 2.1B7.725 apresenta carvão activado impregnado com sais metálicos de transição de preferência consistindo em acetato de cobalto, níquel ou zinco.

A Patente dos E.U.A. No. 3.355.317 de Keith et al. apresenta a utilização dos óxidos de cobalto, cobre, zinco, ferro e moiibdenc em carbono activada a fim de remover cianeto de hidrogénio do fumo do tabaco.

BNSDOCID. <PT 94478B >

920.051 ambas

As Patentes dos E.U.A. Nos. 2.920.050 e 2. ds Blacet et al. descrevem a preparação de filtros do tipo whetlerite que incluem impregnantes cobre, crómio, prata e molibdeno„

A Patente dos E.U.A No. 4.Θ01.311 de Tolles apresenta um material de filtro de carbono activado do tipo whetlerite impregnado com cobre, prata, e molibdeno e/ou sais de vanádio juntamente com trietilenediamina.

A Patente dos E.U.A. No. 4.802.898 de Tolles apresenta um material de filtro de carbono activado tipo whetlerite impregnado com trietilenediamina, e facultativamente com cobre e prata.

A Patente dos E.U.A. No. 4.531.953 de Groose apresenta um carbono activado impregnado com misturas de cobre, prata e/ou crómio e trietilenediamina.

Para além das patentes referidas das técnicas anteriores, outras referências indicam que o carbono activado impregnado com trietilenediamina (TEBA) é particularmente eficaz para mascaras de gás para a remoção de cloreto de cianogénio. As referências também indicam que o carbono activado pode ser impregnado com cobre e/ou prata para a remoção de gases ou vapores tóxicos adicionais frequentemente requerida para aplicações militares em máscaras protectoras.

Outras referências, incluindo o relatório 1946 NORC (Apendice I, Referência 10) de Grabenstetter et al. descrevem a utilização de impregnantes cobre, prata, crómio e molibdeno ou vanádio no carbono activado para a remoção de cianeto de hidrogénio e de cloreto de cianogénio. São apresentadas outras impreqnaçSes de bases orgânicas de carvão, incluindo a utilização de

NSOOCIO: <ΡΓ 9M78B » aminas tais como trieti. lene diamiria e outras que também é referida nas técnicas anteriores.

A utilização de adorventes de carbono activado impregnado em respiradoros e filtros colectivos, em aplicações quer militares quer industriais, requere considerações especiais nci que se refere á toxicidade e carcinogenicidade dos impregnantes em relação ao utilizador. Estas considerações eliminam um grande número de potenciais impregnantes das técnicas anteriores para aplicação em respiradoros e filtros colectivos. Isto acontece especialmente com o crómio hexavalente, que envolve potenciais perigos para a saúde.

Consequentemente, constitui um objectivo do presente inventa proporcionar um carbono activado que apresente as vantagens de um adsorvente sem crómio que se mantenha eficaz na remoção de gases e/ou vapores tóxicos por meio da impregnação do adsorvente carbono activado com cobre e zinco. Constitui um outro objectivo do invento proporcionar um adsorvente de carbono activado para, utilização como respiradorc e filtro colectivo em aplicações quer militares quer industriais.

RESUMP DQ INVENTO

Em geral, o presente invento compreende um adsorvente de carbono activado impregnado que contem, dependendo das características particulares desejadas, uma composição final em pesa contendo u.ma mistura 6-lóX total gamas de OZ a 14Z de cobre e de trietilenediamina, e/ou ãcido tartárico podem ser ou não ser requeridos, dependendo da aplicação pretendida.

de cobre e zinco, dentro das 27. a 167. de zinco. A prata,

BNSDOCID: <PT 9447SB

Apresentações específicas dc presente invento compreendem um adscrvente carbono activado impregnado de modo a resultarem numa composição contenda de cerca de 67. a 97. de cobre, 67. a 87. de cinco, e facultativamente 0,037. a 0,057. de prata e/ou 27. a 47 de trieti1enediamina. Pode ser também adicionado zero a 107. de ácido tartá.rico durante a preparação desta composição. 0 adsorvente desta apresentação da presente invento revelou ser eficaz para a remoção de gases e/ou vapores incluindo cloro, cloreto de hidrogénio, cianeto de hidrogénio, cloreto de cianogénio, dióxido de enxofre, sulfeto de hidrogénio, formaldeido e outros, que são aqui a seguir referidos como gases e/ou vapores tóxicos.

Outras apresentações incluem a adição de até 87. de molibdeno.

presente invento é útil em aplicações como respiradoro e filtro colectivo, e obedece aos critérios de “performance em relação aos gases e/ou vapores tóxicos quer no campo militar quer no campo industrial. A formulação dos impregnantes pode ser variada, para ajustamento das características da performance à desejada remoção melhorada de gases e/ou vapores tóxicos específicos e prolongamento do tempo de vida de armazenamento. Outras vantagens do presente invento tornar—se-ão aparentes a partir da descrição detalhada que se segue das apresentações presentemente preferidas das composições impregnadas.

APRESENTAÇÕES PRESENTEMENTE PREFERIDAS

Condições 3erais de Preparação;

Amostras foram impregnadas pelo método de adição-titulação em que a solução é adicionada lentamente até quase ao ponto em que o carbono activado tem um aspecto húmido. Neste

SNSDOCID: <PT S4478B >

método, o volume do poro é quase preencnido com a solução. Outros métodos de impregnação podem também ser utilizados. Pode-se usar um, dois ou mais ciclos de impregnação; as cargas metálicas da amostra são calculadas tendo como base as CDndiçSes de preparação, e não a. análise real. As amostras são então avaliadas pela extracção do ácido nítrico e pela análise da absorção atómica. As cargas calculadas têm tíoicamente uma. exactidão de cerca de +/5/1 em peso. As amostras aqui testadas foram secas num forno de convecção de aspiração forçada de ar em tabuleiros com pouca profundidade. Podem também ser utilizados outros métodos de secagem do carbono activado (incluindo a temperaturas elevadas em , de novo de acordo com as características pretendidas do carbono activado. As temperaturas de secagem usadas variam, e incluem os métodos tal como são proporcionados nos dados específicos apresentados mais abaixo.

Composição ASZ-TEDA

Preparação:

As amostras foram preparadas em lotes de aproximadamente 1 kg e secas num forno de laborai tório. A composição de uma solução de impregnação típica usada é indicada no Quadro I. Tal como é aqui usado, ΑΞΖ refere-se a carbono activada impregnado com cobre, zinco e facultativamente prata. ASZ-TEDA refere-se à mesma formulação adicionalmente impregnada com TEDA tal como é indicado no Quadro I.

BNSDOCID: <PT 94478B >

ASZ

QUDPQ I

Solução de Impregnação

da Amostra para Preparação de

Material

25Θ ml 100 g 250 ml 72,0 g 68,2 g 0,5 g 50 g

Quantidade:*

H^O (ΝΚ₄>^00^

NH^OHíconc.)

ZnCO^

Cu.CQ-.Cu(OH) _o (Carbonato de Cobre Eiásico) Ag NO-,

Ácido Tartárico (Facultativo) * Quantidades são baseadas em 500 g de carbono activado à base de carvão, malha 12 x 30.

Foram geralmente usadas dois ciclos de impregnação. A

Drimeira solução de impregnação foi adicionada a carbono activado tendo como base carvão seco em porções aliquotas de aproximadamente 25 ml a uma taxa de 70 ml par 100 g de carbono activado. □ carbono activado foi agitado durante a adição a fim de evitar acumulação da solução. O carbono activado parcialmente impregnado foi então seco em camadas delgadas num forno de convecção de ar forçado durante 30 min. a 100*0, e 30 min. a 130*C. Após arrefecimento, o carbono activado foi. impregnado de novo com aproximadamente 55 ml de solução por 100 g de carbono activado de um modo semelhante. 0 perfil de secagem usado para o produto impregnado duas vezes foi; 100*0, 30 min; 130*C, 30 min; 160*C, 45 min; 180*C, 45 min. 0 carbono activado arrefecido foi impregnado com TEDA de acordo com o método da Patente dos E.U.A. No. 4.531.953.

ausoocio· <pt ο-ατβε >

η adição de ácido tartárico à solução de impregnação proporciona uma melhoria adicional na performance HCN do càrbano activado.

T este:

Os resultados de cianeto de hidrogénio, cloreto de cianogénio e testas de envelhecimento de uma amostra do teste de AS7.-TEDA e uma amostra de produção de ASC (carbono activado impregnado com crómio das técnicas anteriores) são indicados no . Quadro II.

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BNSDOCID: <PT 94478B >

CM	O
Q	0
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Teste com Cianeto de Hidrogénio e com Cloreto de Cianogénio das Amostras de ASC e de ASZ-TEDA

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Envelhecida significa amostra mantida durante 7 dias a 45 C, humidade relativa de 85%.

CM

BNSDOCID: <ΡΤ 94478Β >

Gs resultados do teste do cianeto de hidr ot)é?ii 10 rio Quadro II indicam que a performance é relativamente insensível á humidade. Os tempos de vida do teste são também comparáveis aos da amostra ASC usada como uma referência. A performance do cloreto de cianogênio de ASZ-TEDA depende compl etameín te da humidade. A vida do teste é relativamente curta em condiçSes secas, e aumenta à medida que se adiciona humidade ao sistema durante o préccndicionamento. Este comportamento è diferente do de ASC. ASO apresenta uma melhor performance a seco,, atinge o máximo de tempo de vida em condiçSes 50/50, e diminui à medida que se adiciona mais água. Em condiçSes 80/80, a vida do cloreto de cianogénio de ASZ-TEDA é apenas ligeiramente inferior à de ASC.

A melhoria mais importante na performance de ASZ-TEDA em relação a. ASC consiste no facto da performance do cloreto de cianogênio de ASZ-TEDA não se deteriorar com o envelhecimento a 45*C e 857. de humidade relativa. A referência ASC perdeu 3371 da sua eficácia nestas mesmas condiçSes.

Gs resultados dos testes sobre as propriedades físicas s a análise química, do produto são indicados no Quadro III.

BNSDOCID·. <PT 94478B >

QUADRO III

Propriedades Físicas de ume. Amostra de ASC-TEDA

	Predizíveis	Analisadas
Cu	6,07.	6,47.
Zn	6,0	5,5
Ag	0,05	0,06
TEDA	4,0	ND
Humidade	ND	2,527.
Densidade Aparente	ND	0,590 g/ml

4ND significa não determinado.

Acido Tartárico:

Tal como é indicado no Quadro IV, a incorporação de até 107. de ácido tartárico na solução usada para impregnar α produto resultou numa melhoria digna de nota no tempo de vida do cianeto de hidrogénio do adsorvente do presente invento.

ÒNSDOCID: <PT 944780 >

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Durante o processamento e secagem, o ácido tartárico decompõe-se; assim, a sua presença pode ou não ser detectável no produto final ul

BNSDOCID: <PT 94478B

As melhorias que resultam da adiçSo de ácido tartárico são mais dignas de nota com cargas metálicas mais elevadas para os asorverttes impregnados com 87. de Cu e 57. de Zn. Para estes adsorventes, o tempo de vida do cianeto de hidrogénio aumentou de 21-23 minutos para 28-32 minutos. (Quadro IV>. A melhoria na performance para os adsorventes contendo 57. de Cu e 57. de Zn nSo foi acentuada; neste caso, a performance aumentou de 24-26 minutos para 28 minutos. Com ambos os níveis de 57. e de 87. de Cu, verificou-se pouco efeito sobre o tempo de vida do cloreto de cianogénio. As melhorias da “performance com menos de 10X de ácido tartárico foram menos importantes.

Os adsorventes do presente invento foram preparados usando outros ácidos orgânicos para, melhorar a performance. Contudo, tal como é indicado no quadro V, apenas o ácido maleico indicou um certo benefício para a performance do cianeto de hidrogénio.

jNSDOCIO: <PT M478B >

6

QUADRO V

Tempos de Vida do Teste de fidscrventes cora Ácidos OrçSnicos

Amostras de ASZ: E<*4 Cu, 67, Zn, 0,05*4 Ag, 4*4 ΤΕΕΆ e 107. do ácido indicado, se adicionado.

Acido

Cianeto hidrogénio Cloreto Cianogénio Tempo Vida (min) Tempo Vida_( min)

Salic ί1ico

Acética

Maleico

Ftálico

Potássio Hidrogénio (Sem Ácido)

CQ

No gue se refere ao ácido maleico, o grau de melhoria foi semelhante ao gue se verificou com o ácido tartárico. A performance do cloreto de cianogénio do adsorvente preparado com ácido maleico foi. inferior à do adsorvente contendo ácido tartérico.

Para compreender a resposta do cianeto de hidrogénio e do cloreto de cianogénio às variações nas regiões .impregnantes da composição de 0-12% Cu, 0-127. Zn, e 0-6*4 TEDA, foram realizados testes nos limites destas variações. Os resultados destes testes são indicados no Quadro VI.

BNSDOCID: <PT 94478B >

Dados da Formulação Cobre, Zinuo e DETA fiirn 2arn

Tempo | (min.) ₂ (min.)

ΓΕΡΛίΚ) CjQreto de Cianofiénio cianato de Hidrogénio³

4.00

0.00

12.00

4.00

8.00

0.00

8.00

0.00

8.00

0.00

12.00

8.00

1.500

4.500 3.000 3.000

1.500 1.500 3.000

50.00

62.50

50.50

56.50 20.00

33.50

48.50

16.00

18.50

16.50 16.00 16.50 24.00 (Quadro continua na página seguinte)

1. A prata não foi inclu.ida nestas formulações, visto não ter efeito sobre a performance das amostras testadas quanto ao tempo de vida do cloreto de cianogénio e do cianeto de hidrogénio .

2., Limites de erro para Cloreto de Cianogénio são +/- 5 minutos.

3. Limites ds erro para Cianeto de Hidrogénio são +/- 3 minutos.

BNSDOCID: <PT 94478B >

(Con tini	uação do	Quadre da	p Ç1 X “ í Ã ct Π u. f r^- i o r )
çvm	Wi		Tempo(Min) Cloreto de Cianngén±o	-Cianeto de Hidrogénio
0.00	8.00	1.500	45.50	16.50
8.00	0.00	3.000	45.00	19.50
0.00	12.00	3.000	50.00	22.00
12.00	0.00	1.500	35.00	17.00
8.00	0.00	4.500	57.80	17.50
0.00	11.25	3.800	47.00	15.50
4.00	8.00	3.000	50.00	19.50
0.0	4.00	0.000	3.30	12.00
4.00	4.00	3.000	52.50	19.50
0.00	0.00	3.000	14.50	2.00
4.00	0.00	0.000	4.60	11.50
8.00	0.00	0.000	0.40	13.60
0.00	4.00	0.000	3.00	14.50
4.00	4.00	0.000	0.70	22.70
0.00	0.00	3.000	20.70	2.60
4.00	0.00	3.000	36.20	ND
8.00	0.00	3.000	51.10	12.20
0.00	8.00	3.000	39.80	17.50
0.00	0.00	1.500	17.40	ND
0.00	0.00	6.000	23.90	ND
9.70	0.00	0.000	0.00	15.50
9.70	0.00	3.000	43.60	ND
4.00	4.00	3.000	46.50	20.40
4.00	8.00	3.000	56.00	16.00
4.00	6.00	4.000	68.00	24.00
5.00	7.00	3.000	52.00	22.00
3.00	5.00	3.000	52.00	17.00
3.00	7.00	5.000	60.00	16.00
4.00	4.00	3.000	60.00	18.00
4.00	6.00	4.000	61.00	21.00
4.00	0.00	1.500	ND	7.00
4.00	0.00	3.000	38.00	12.00
8.00	4.00	3.000	71.00	28.00
12.00	0.00	1.500	37.00	18.00
12.00	0.00	3.000	56.00	18.00
5.00	5.00	5.000	ND	25.00
4.00	6.00	4.000	70.00	25.00
0.00	0.00	3.000	14.00	4.00
0.00	0.00	6.000	20.00	6.00
8.00	8.00	3.000	65.00	26.00
0.00	0.00	3.000	ND	10.00
0.00	10.00	4.000	64.00	20.00
6.00	0.00	2.250	38.00	18.00
5.00	5.00	3.000	59.00	26.00

an teriorí

BNSDOCID: <PT 94478B >

Verificou-se que o princ:ic>al contribuinte para o tempo de vida do cloreto de cianogénio é TEDA em conjunta com cobre e cinco. As interacções entre cobre e TEDA e zinco e TEDA são importantes, e contribuem signifieativamente para a melhoria da performarice com níveis metálicos mais elevados.

A protecção do cianeto de hidrogénio á proporcionada pelo cobre e zinco, sendo o zinco mais eficaz com níveis metálicos mais baixos. O

Os carbonos impregnados/com percentagens metálicas totais comparáveis que incIuemíZN )t'êm uma melhor performance que as formulações de carbono semlhantes que não incluem Zn. Tal como é indicada no Quadro VI(A), com níveis de impregnação de

TEDA baixos (~<3,5X), as amostras com m uma melhor perfoi·— mance do que as amostras sem Zn. (0 Quadro VI(A) compara uma amostra de carbono 6%Zn/67t.Cu com uma amostra de carbono 12%Cu>. Assim, as amostras que incluem Zn como um agente de impregnação podem proporcionar um benefício potencial ao permitirem a utilização de quantidades reduzidas de TEDA, sem sacrifício da per— formance de CK com esses níveis de TEDA mais baixos. Níveis de TEDA mais baixos que podem ser utilizados em conjunto com formulações que incluam Zn levam a uma melhoria das capacidades de adsorção físicas dos carbonos do presente invento.

RNSr>OCir>· <PT &447ΛΑ >

ClUADRj ¹

FQPhULHCgQ TEMPO

VIDA çk IHPREENAÇSES METÁLICAS 127.

Tempo (min}

% TEDA (wt/wt) ftqentes de ,impregnação adicionais para formulações de carbono com Cu-Zn-Ag-TEDA do presente invento podem resultar numa melhor '‘performance dos testes de irrupção, particularmente piara aplicações em condiçSes em que oe carbonos activados- impregnados são submetidos a condições de elevado teor higrométrico/humidade. Estas formulações podem também aumentar o tempo de vida em armasem e melhorar a performance dos carbonos impregnados envelhecidos em condiçSes de prolongada humidade elevada.

Testes de carbonos activados impregnados com ó'/. Cu, 6% Zn, 0,03: Ag, 37. E»ETA indicaram que estes carbonos podem nalguns casos actuar de uma forma. inaceitável, é sabido que em certas

BNSDOCID: <PT 94478B >

condições, alguns compostos de Cu xsoladamente ou impregnadas em carbono activado, podem reagir na presença de HCN para formar (CN)., como um produto derivada. Em condições de elevado teor de humidade/higroscopia do carbono, pode ocorrer uma irrupção prematura de cianogénio ((CN>_O) durante o desafia provocado por HCN. Testes subsequentes usando instrumentos analíticos aperfeiçoados capazes de detectar e monitorizar independentemente a irrupção tanto de HCN como de (CH>_O indicam que a irrupção prematura pode ocorrer para as formulações Cu/Zn em condições de elevado teor de humidade/'higrometria.

Além disso, quando os carbonos impregnados com Cu-Zn-Ag-TEDA são expostos a humidade elevada durante períodos prolongados (envelhecidos), resultará como produto derivado indesejável equivalentemente (CN),,, ou este será formado durante o curso do desafio com HCN. 0 cianogénio presente, independentemente da fonte, pode evidenciar—se em quantidades suficientes para criar um perigo potencial.

efeito possível de certos compostos de Cu como reagentes indesejáveis em situações de desafio com HCN sugere um outro benefício para as formulações de carbonos impregnados do

·. presente invento. Os testes revelaram que impregnações com compostos de Zn na ausêencia de cobre, tal como são apresentadas no âmbito do presente invento, não apresentam a propriedade indesejável de converter HCN em (CN),,. Ver Quadro VI(B). Propor— c.iona-se assim um beneficio na substituição total ou parcial do j Cu pelo Zn na formulação que consiste na eliminação ou redução substancial da formação de (CN)--,.

9NSDOCIO: <PT 94478B >

QUADP(C VI (Β)

TEMPOS VIDA TESTE HCN

Λ X 1 Amostra		Tempo	Vida AC (min .) AR/50	Tempo Vida AC (min 80/50
		It²	Cas	ite²
6% Cu,	6% Zn	21	(CN)₂	16	(CN)₂
2% Cu,	10% Zn	23	(HCN)	26	(HCN & (CN)₂)
12% Zn		16	(HCN)	24	(HCN)

Amostras cont'ê'm adicionalmente 37. TEDA.

O

Tempo de irrupção corresponde à aparição de HCN a 4,0 mg/m’ ou (CN)^ a 8,0 mg/m“'. é indicada a terminação da libertação de qás.

Verificou-se que certos agentes de impregnação suplementares, tais como o molibdeno, melhoram a performance das formulações de carbono à base de Cu/Zn do presente invento em condições de elevado teor de humidade do carbono. Em particular, o molibdeno (Mo), impregnado (carregado) no carbono suprime a irrupção do gás (CN),-, durante o desafia com HCN. A adição de quantidades mesmo pequenas de Mo à formulação com Cu-Zn-Aq-TEDA

BNSDOCID: <PT 9447BB >

parece suprimir os efeitos inaceitáveis da irrupção do gás (CN),-, durante o desafio com HCN.

A adição de molibdeno também proporciona o benefício suplementar de proporcionar protecção contra o desafio directo do (CN)_O. Este benefício não está presente nas formulações de cobre puro, formulações de Zn puro, ou combinações de Cu e Zn.

Amostras preparadas para incluirem molibdeno foram preparadas por processos idênticos aos que foram descritos para as formulações Cu/Zn, com excepção do facto de se adicionar â solução de impregnação dimolibdato de amónio, ou um composto semelhante contendo molibdeno.Foram seguidos os processos de secagem e de impregnação com TEDA indicados para as formulações sem molibdeno.

Foram realizados testes destas amostras em que as irrupções de HCN e de (CN)₇ foram monitorizadas e avaliadas independentemente em condições de humidade elevada. □ Quadro VI (C) apresenta, carbonos húmidos(80/50) e envelhecidos (com e sem Mo), sendo monitorizados e avaliados independentemente em relação ao tempo de vida das irrupções de HCN e de (CNl^. Este quadro indica o roais primitivo dos dois tempos de irrupção. As amostras com elevado teor de humidade/higrometria contendo molibdeno actuam tão bem ou melhor do que as amostras secas (AR/50). Pelo contrário, carbonos semelhantes testados sem Mo apresentam uma performance menos desejável em condições de humidade elevada, e uma ¹¹ performance ainda mais indesejável uma vez que os carbonos com elevado teor de humidade tenham envelhecido.

SNSDOCID: <PT 84478B >

QUADRO VI ιC

EMPCS VIDA TESTE HCN

Tempo Vide AC (min) Tempo Vide AC(min) TEMrO VIDA AC(min) AR/50 SO/50 Envelhecidas

Gás

67. CU,' 21 67 Zn (CN)

Cu/ 57 Zn/ Mo (CN)

2Θ

HCN

HCN + (CN)

Tempo de irrupção corresponde à aparição de HCN a 4,0 mg/m' ou (CN).-, a 8,0 mg/m'. A terminação da libertação do pás do teste é indicada.

Testes adicionais em que a irrupção de ambos HCN e (CN¹-., foram monitorizados e referidos indeoendentemente (ver Quadro VHD)) demonstram que a formulação de carbono com 27 Mo, 57 Cu, 57 Zn, 0,057. Ag e 37. TEDA (total 12,057. metal) apresentou uma melhor performance do que as formulações contendo 67. Cu, 67. Zn, 0,057 Ag, 37. TEDA (12,057 metal) e não contendo Mo.

SNSDOCID: <PT 94478B >

QUADRO VHP)

TEMPOS VIDA TESTE HCN

Tempo Vida HCN (Min.) Tempo Vida HCM (Min.) AR/50¹ 30/50¹

Amostra^	t (HCN)	t, ((CN)„> —b— —2—	t. (HCN) b -	t_b((CN>^)
6*/. Cu, é>7. Zn	2^>	21	2fc	14
57. Cu, 57. Zn, 27. Mo		28	2Θ	30
¹ Teste	da condiçSo	de humidade	relativa é	especificado como;

humidade prétratamento/humidade teste. AR significa testado tal como recebido.

Amostras contêm adieiona1mente 0,05% Ag e 3% TEDA.

Tempo irrupção, em minutos, para o gás indicado em resposta a um desafia por'CHIM?»

Quadro VI(E) demonstra a melhoria da performance das farjnulações Cu/Zn que incluem molibdeno no que se refere a condições de teor elevado de humidade/higrometría após exposições a condições de envelhecimento.

BNSDOCID: <PT 94478B >

QUADRO UI ; E. ·

TEMPOS VIDA TESTE ROM ENVELHECIDO¹

Tempo Vida Teste HCN Sminutos)

Amostra*' t~ (HCN > t ( (CN) „)

6% Cu, 67. Zn	28	10
5% Cu, 5% Zn, 2% Mo	29	28
¹ Amostras expostas a	uma corrente de ar	durante 2 semanas	ct

85% RH e 90 *F.

Amestras contendo adicionalmente 0,057. Ag e 37. TEDA.

Tempo irrupção, em minutos, para o qás indicado em resposta ao desafio com HCN.

Embora presentemente tenham sido descritos detalhadamente apresentações preferidas do invento, o invento pode ser apresentado diferentemente no âmbito das reivindicações apensas.

Oomjosicões AZ para Aplicação específica

Preparação e Teste:

Tal como é aqui usada, AZ refere-se a formulações de carbono activado impregnado com cobre e cinco preparadas do mesmo modo que a composição ASZ-TEDA (Cu-Zn-Aq-TEDA) descrita no Quadro

BNSDOCID: <PT 94478B >

- 27 I, mas sem a adição de Ag ou ΤΕΕΆ. As amostras de AZ foram também preparadas do mesmo modo que a composição ASZ-ΤΕΕΆ (Cu-Zn-AgTEDA) anteriormente referida tal como foi descrito no Quadro I, mas de novo sem a. adição de Ag ou TEDA, que frequentemente não são requeridos para aplicações não militares relativas a gases e/ou vapores tó;; i cos.

As apresentações de AZ do presente invento são compreendidas por um adsorvente de carvão activado impregnado com (dependendo das características particulares desejadas) composições resultando num conteúdo metálico de 07. a 14X de cobre e 27. a lã’/. de zinco no carbono activado impregnado. As formulações dos iropregnantes variam, e demonstram que as características da performance das composições sem crómio no presente invento podem ser elaboradas de modo a conseguir uma melhor remoção de gases tóxicos específicos.

Quadro VII indica os resultados dos tempos de vida do desafio da amostra de gás Cloro, Cloreto de Hidrogénio, Dióxido de Enxofre, Formaldeido e Sulfeto de Hidrogénio para uma formulação típica de AZ.

BNSDOCID: <PT 94478B

Resultados Tempo de Vida Desafio Amostra Gás para Carbonos Activados com AZ

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Foram realizados dois (2) ciclos de testes.

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BNSDOCID. <PT 94478B >

Quadro VIII indica os resultados dos testes de várias formulações de carbono activado AZ desafiadas com dióxido de enxofre.

QUADRO VIII

Resultados Desafio SCí^ para Carbonos Activados AZ

Cu (p%)

ZN (p%)

Tempo Vida S0_ (min.)

6

3 0

Conclusões;

Os estudos laboratoriais revelam que se atinge uma performance bem equilibrada com a composição do presente invento contendo 6-8% Cu, 6-8% Zn, 0,03-0,05%. Ag e 2-47. TEDA. Quando esta composição é usada, o carbono activado impregnado satisfaz todas os testes de especificação militar correntes para ASC Wbetlerite. Além disso, a performance do cianeto de hidrogénio o do cloreto de cianogénio não se deteriorou em condições tropicais de envelhecimento.

Os estudos 1aboratoriais também revelam que se consegue uma boa performance com o presente inventa em composições

BNSDOCtD: <PT 94478B >

esoecia1izadas contendo uma mistura de 07. a 14% de cobre· e 2/. a ÍÓ7. de zinco. Pode tainbém adicicnar-se prata e/ou trietilenediamina, dependendo das; características de performance desejadas. Acido tartárico, maleico e/ou outros ácidos orgânicos podem também ser incorporados na preparação a fim de melhorar a performance .

□s carbonos activados do presente invento podem ser elaborados de acordo com as formulações descritas a fim de satisfazerem as características de performance” especificas desejadas para fins industriais, militares e outros. Embora os carbonos impregnados oferecidos pelo presente invento tenham sido descritos detalhadamente anteriormente com finalidades ilustrativas, deve ser tomado em consideração que esses detalhes servem apenas para essa determinada finalidade podendo neles ser introduzidas variações pelos especialistas- nesta técnica sem afastamento do espirito e âmbito do invento variações essas qu.e são descritas nas reivindicações que se seguem.

Claims

1. Adsorvente de carvão activado isento de crómio, caracterizado por estar impregnado com até 14% de cobre, 6 a 16% de zinco e até 6% de trietilenodiamina, em que a quantidade total de cobre e zinco é de 6 a 16% e em que os referidos cobre e trietilenodiamina são os componentes obrigatórios.

O

2. Adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar também impregnado com até 10% de prata.

3. Adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o referido cobre estar presente numa quantidade de 5 a 8%, e por o referido zinco estar presente numa quantidade de 5 a 8%.

O

4. Adsorvente de carvão activado isento de crómio , caracterizado por o referido cobre estar presente numa quantidade de 6 a 8%, por o referido zinco estar presente numa quantidade de 6 a 8%, por a referida trietilenodiamina estar presente numa quantidade de 2 a 4% e por a referida prata estar presente numa quantidade de 0,03 a 0,05%.

5. Adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por estar impregnado com até 8% de molibdénio.

6. Adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo

3NSDOCID: <PT 9447BB >

-2com a reivindicação 5, caracterizado por o referido molibdénio estar presente numa quantidade de 1 a 4%.

7. Adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por estar também impregnado com até 10% de ácido orgânico.

8. Adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o ácido orgânico ser ácido maleico ou ácido tartárico

9. Processo para a preparação de um adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o referido carvão activado ser impregnado, pelo menos uma vez, com soluções contendo cobre, zinco e facultativamente prata, molibdénio e ácido orgânico, seco após cada impregnação e, em seguida, impregnado com a referida trietilenodiamina.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o carvão activado ser seco por meio de aquecimento até à temperatura de ignição.

11. Utilização de um adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por o referido adsorvente ser empregue na remoção de gases ou vapores tóxicos de uma corrente.

12. Utilização de um adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por os gases ou vapores tóxicos incluirem cloro, cloreto de hidrogénio, cianeto de hidrogénio, cloreto de

BNSDOCID: <PT 94478B >

-3cianogénio, dióxido de enxofre, sulfureto de hidrogénio e formaldeído.

13. Filtro de protecção ou respirador, caracterizado por conter um adsorvente de carvão activado isento de crómio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8.